JP2003307412A - 形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温低温あるいはいずれか一方の雰囲気中に
あっても主にレーザーフォーカス変位センサーがその動
作保障温度内でその動作が保障される形状計測装置を提
供するにある。 【解決手段】 光透過性板４の温度影響をレーザーフォ
ーカス変位センサー８が受けないようにあるいは受けて
も動作保障温度内に常になるように、光透過性板４とレ
ーザーフォーカス変位センサー８との間に冷却用の気体
９を流すための気体送出手段１０を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主に電子デバイスの
高温状態における形状変化を主にレーザーフォーカス変
位センサーにより測定する形状測定装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来技術において電子デバイスの高温加熱
形状測定技術として、上部にガラス板を設けた加熱容器
内に被測定物を入れて所定の温度まで加熱して行き、前
記ガラス板外側から下にある前記被測定物の形状をレー
ザーフォーカス変位センサーにより計測するという技術
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】今日、情報通信用電子
デバイスをはじめ各種電子デバイスにおいては、世界的
に鉛の環境汚染を防ぐためにはんだの鉛フリー化が広く
推進されているが、１８３度という鉛はんだに比べて鉛
フリーはんだの溶融温度が２１０度Ｃ〜２６０度Ｃと高
温なために、融点が高くなり電子デバイス部品の高温に
対する耐熱化対策、部品製作段階及び実装段階における
平坦度（コプラナリティ）の性能評価、すなわち各種電
子デバイスの高温度化での形状変化を正確に測定する高
温加熱形状測定技術が重要な技術的課題となっている。
前述した技術においては、レーザーフォーカス変位セン
サーは高温雰囲気にさらされており、その動作保障温度
範囲を２２度Ｃ〜２８度Ｃ程度としている一般的なレー
ザーフォーカス変位センサーでは、正確な動作および正
確な計測値が得られ難い欠点があった。また、高温体が
センサーの下方にあるので、熱い空気が上昇してレーザ
ーフォーカス変位センサーを直撃するため、センサー内
部温度が上昇し誤動作にとどまらず破損する危険もある
という欠点もあった。

【０００４】本発明は以上のような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、その目的は、高温、低温あるい
はいずれか一方の雰囲気中にあっても主にレーザーフォ
ーカス変位センサーがその動作保障温度内でその動作が
保障される形状計測装置を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内部を高温に加熱する加熱手段および低温
に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温度
可変容器と、この温度可変容器の底部に設けられた石英
ガラスなどの光透過性板と、この光透過性板の上部面か
らなる被測定物を載せ置く平坦基準面と、前記光透過性
板の下方を水平に移動するように設けられるとともに、
前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に向けて前記光
透過性板を透過するレーザー光線を照射して該被測定物
からの被測定物反射光線を検出し、且つ、前記レーザー
光線の前記平坦基準面からの基準面反射光線を検出する
レーザーフォーカス変位センサーと、加熱され高温とな
っているあるいは冷却され低温となっている前記光透過
性板の温度影響を前記レーザーフォーカス変位センサー
が受けないようにあるいは受けても動作保障温度内に常
になるように、前記光透過性板と前記レーザーフォーカ
ス変位センサーとの間に冷却用あるいは暖房用の気体を
流すための気体送出手段とで形状測定装置を構成してい
る。本発明を始め各発明において、「レーザー光線」
「レーザーフォーカス変位センサー」にその技術用語を
限定しているが、レーザー光線に限らず紫外線や他の波
長域の光線や、レーザフォーカス変位センサーに限らず
他の紫外線変位センサーなど他の光センサーにその技術
範囲を広げることができるものであり、各発明のレーザ
ー光線を光線と、レーザーフォーカス変位センサーを光
センサーと書き換えることができるものである。

【０００５】また、内部を高温に加熱する加熱手段およ
び低温に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有す
る温度可変容器と、この温度可変容器の底部に設けられ
た石英ガラスなどの光透過性板と、この光透過性板の上
部面からなる被測定物を載せ置く平坦基準面と、前記光
透過性板の下方を水平に移動するように設けられるとと
もに、前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に向けて
前記光透過性板を透過するレーザー光線を照射して該被
測定物からの被測定物反射光線を検出し、且つ、前記レ
ーザー光線の前記平坦基準面からの基準面反射光線を検
出するレーザーフォーカス変位センサーと、前記光透過
性板の下部に設けた他の光透過性板と、前記光透過性板
と前記他の光透過性板の間に形成された、断熱のための
冷却等の気体を流すようにしてなるあるいは真空にして
なる空間部とで形状測定装置を構成している。

【０００６】内部を高温に加熱する加熱手段および低温
に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温度
可変容器と、この温度可変容器の底部に設けられた石英
ガラスなどの光透過性板と、この光透過性板の上部面か
らなる被測定物を載せ置く平坦基準面と、前記光透過性
板の下方を水平に移動するように設けられるとともに、
前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に向けて前記光
透過性板を透過するレーザー光線を照射して該被測定物
からの被測定物反射光線を検出し、且つ、前記レーザー
光線の前記平坦基準面からの基準面反射光線を検出する
レーザーフォーカス変位センサーと、前記光透過性板に
施された、前記加熱手段や該加熱手段により加熱された
物からの輻射熱線を吸収あるいは反射するとともにレー
ザーフォーカス変位センサーからのレーザー光線は透過
させる、該レーザーフォーカス変位センサーに該輻射熱
線の影響がおよばないようにあるいは少なくなるように
した輻射熱線防止部材とで形状計測装置を構成してい
る。

【０００７】内部を高温に加熱する加熱手段および低温
に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温度
可変容器と、この温度可変容器の底部に設けられた石英
ガラスなどの光透過性板と、この光透過性板の上部面か
らなる被測定物を載せ置く平坦基準面と、前記光透過性
板の下方を水平に移動するように設けられるとともに、
前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に向けて前記光
透過性板を透過するレーザー光線を照射して該被測定物
からの被測定物反射光線を検出し、且つ、前記レーザー
光線の前記平坦基準面からの基準面反射光線を検出する
レーザーフォーカス変位センサーと、このレーザーフォ
ーカス変位センサーのセンサー本体全体を直接に冷房お
よび暖房するあるいはいずれか一方を行う、前記センサ
ー本体全体に冷媒および暖媒あるいはいずれか一方のも
のが流すようにして恒温体とで形状測定装置。

【０００８】内部を高温に加熱する加熱手段および低温
に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温度
可変容器と、この温度可変容器の底部に設けられた石英
ガラスなどの光透過性板と、この光透過性板の上部面か
らなる被測定物を載せ置く平坦基準面と、前記光透過性
板の下方を水平に移動するように設けられるとともに、
前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に向けて前記光
透過性板を透過するレーザー光線を照射して該被測定物
からの被測定物反射光線を検出し、且つ、前記レーザー
光線の前記平坦基準面からの基準面反射光線を検出する
レーザーフォーカス変位センサーと、このレーザーフォ
ーカス変位センサーのセンサー本体のレーザー光線放出
口側の面に、前記レーザーフォーカス変位センサーと一
体となって移動する前記レーザー光線放出口側の面より
幅広の前記加熱手段により加熱された物からの輻射熱等
が前記センサー本体におよばないように阻止するための
輻射熱等阻止部とで形状測定装置を構成している。

【０００９】また前述した各発明において、レーザーフ
ォーカス変位センサーのレーザー光線放出口を有するレ
ーザー光線放出口側の面に該レーザフォーカス変位セン
サーと一体となって移動する該レーザー光線放出口側の
面を覆う気体流部形成板を設け、この気体流部形成板と
センサー本体の間に気体流れ部が形成され、前記気体流
部形成体に光透過性板に向って気体を放出する放出孔を
設け、前記気体流部に流された気体が前記放出孔から放
出されて前記気体流部形成体と前記光透過性板との間を
流れるようにし、前記気体を流すための気体送出手段を
設けてなる形状測定装置もよい。

【００１０】また、輻射熱等阻止部あるいは気体流部形
成体がレーザーフォーカス変位センサーが移動しても光
透過性板全面を下方から覆う形態である形状測定装置も
よい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り、本発明を詳細に説明する。但し、実施の形態の説明
は本発明の技術範囲を限定するものではない。

【００１２】＜第１の実施の形態＞ 図１および図２に
示す本発明の第１の実施の形態において１は形状測定装
置であって、この形状測定装置１は内部を高温に加熱す
る加熱手段２を有する温度可変容器３と、この温度可変
容器の底部に設けられたレーザー光線の透過率を９８パ
ーセント以上になるように、両面にフッ化マグネシウム
を主成分とする蒸着膜を施した高温下でも水平面が高精
度に維持される石英ガラスなどの光透過性板４と、この
光透過性板４の上部面からなる被測定物を載せ置く平坦
基準面５と、光透過性板４の下方を水平に移動するよう
に設けられるとともに、平坦基準面５に載せ置かれた被
測定物７に向けて光透過性板４を透過するレーザー光線
を照射して被測定物７からの被測定物反射光線を検出
し、且つ、前記レーザー光線の平坦基準面５からの基準
面反射光線を検出するレーザーフォーカス変位センサー
８と、加熱され高温となっている光透過性板４の温度影
響をレーザーフォーカス変位センサー８が受けないよう
にあるいは受けても動作保障温度内に常になるように、
光透過性板４とレーザーフォーカス変位センサー８との
間に冷却用の気体９を流すための気体送出手段１０と、
温度可変容器３内の温度を検出する温度センサー１１
と、レーザーフォーカス変位センサー８のレーザー光線
放出口１２の温度を検出する温度センサー１３と、温度
可変容器３内を真空状態にするための真空ポンプ１４
と、温度可変容器３内に窒素ガスなどの不活性ガスを注
入するためのガス注入手段１５と、温度センサー１１の
検出温度に基づいて加熱手段２を制御し、温度センサー
１３の検出温度に基づいて気体９の風量や気体温度を自
動制御する制御部１６とからなっている。

【００１３】図２において、レーザーフォーカス変位セ
ンサー８から照射され光透過性板４を透過しようとする
レーザー光線１８の一部が平坦基準面５で反射してレー
ザーフォーカス変位センサー８が感知可能な基準面反射
光線１９が得られると共に、光透過性板４を透過したレ
ーザー光線１８が被測定物７（図では脚部）で反射して
光透過性板４を戻り透過してレーザーフォーカス変位セ
ンサー８が感知可能な被測定物反射光線２０a、２０ｂ
〜２０ｎが得られるように透過性平面板７の透過特性が
設定され、基準面反射光線１９の感知データーにより平
坦基準点２１（０点）を確定し、被測定物反射光線２０
の感知データーにより平坦基準点２１から被測定物７の
測定部位までの距離（図ではａ、ｂ）を演算するように
してなっている。この測定方法により、光透過性板の外
側面が被測定物のひとつである直接チップのピン等を載
せる絶対的な平坦基準面（絶対平坦基準面）とし、且
つ、レーザーフォーカス変位センサーから照射され光透
過性板を透過して被測定物で反射されて戻り透過した反
射光線がレーザーフォーカス変位センサーが感知できる
強さであるように、光透過性板の透過特性が設定されて
いるので、例えばチップ本体の反りに関係なく実際に実
装される実装基盤に置かれる状態での正確な総合的平坦
特性を得ることが出来る。これにより、従来技術の問題
点であった光学式測定の「中央列の測定ができない」、
空間測定の「複数列での真の基準面が不明」という問題
を解決するという効果を得ることができる。それは多数
のピンを有するチップ等においては全てのピンの浮き距
離を正確に計測するものであるので、不良品なりを確実
に判別することができる等の効果があり、従来技術にあ
ったようなチップ本体の反りなどの影響を受ける仮想測
定条件と実際の実装条件の相違から生ずる実装不良が生
じないという効果を得ることができる。すなわち、品質
の定量的な測定、評価と信頼性の向上をはかることがで
きるものである。当然、絶対平坦基準による被測定物の
反りや凸凹形状などの表面形状などの測定も行うことが
できるものでもある。

【００１４】レーザーフォーカス変位センサー（フォー
カス測離方式：分解能０．０１μｍ〜０．１μｍ）で、
照射されるレーザー光線は６７０ナノメートルを使用し
ている。光透過性板４は６７０ナノメーターのレーザー
光線の透過率を９８パーセント以上になるように、ガラ
ス平面板からなる光透過性板の両面にフッ化マグネシウ
ムを主成分とする蒸着膜（真空蒸着による）が施されて
いる。平坦基準面２１からの反射は２パーセント弱とな
る。平坦基準面２１は平坦度３μｍ以下程度に研磨され
た平坦精度に加工されている。光透過性板はガラス板そ
のままでは反射が大きくて測定対象物からの反射光線が
十分に光センサーで感知できないものである。光透過性
平面板の透過率は、被測定物の光反射特性によって違う
が、９５パーセント以上で反射率は２パーセント〜５パ
ーセントくらいがよい。ガラス板にフッ化マグネシウ
ム、アルミ、白金、金、銀、銅、クローム、シリコン、
ニッケル、５酸化チタン、ゲルマニュウム、二酸化チタ
ン、一酸化珪素、二酸化珪素等々の蒸着物質の蒸着（複
数物質の混合、多層）により、目的とする周波数域のレ
ーザーを目的の透過率のものとすることが出来る。これ
は、その会社なり作業者により違いがありノウハウによ
るところが大きい。

【００１５】光透過性板４に向けて照射されたレーザー
光線１８は上部面である平坦基準面５での基準面反射光
線１９と被測定部７の測定部分（電子デバイスの足な
ど）での被測定物反射光線２０を検出して、平坦基準面
５から測定部分の浮き上がり距離を調べるのであり、こ
の場合、光透過性板４の下部面からの反射光線を避ける
ために、該下部面からの反射光線を測定できる範囲から
はずし被測定物の測定部分を至近距離として、浮き上が
り量を最大で計測できる関係に設定してある。以下の実
施の形態の説明において上述した実施の形態と同じ構成
には同じ符号を付してその説明を省略する。

【００１６】＜第２の実施の形態＞ 図３に示す本発明
の第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と
主に相違する点は、レーザーフォーカス変位センサー８
の構成においてセンサー本体２５のレーザー光線放出口
１２を設けてある上部面に、センサー露出窓２７を設け
た薄板部材からなり且つセンサー本体２５と略同じかそ
れより幅広の輻射熱等阻止部２８をセンサー本体２５と
の間に隙間２９を空け設けた構成とした点にある。

【００１７】＜第３の実施の形態＞ 図４に示す本発明
の第３の実施の形態において前記第１の実施の形態と主
に相違する点は、前記第２の実施の形態の構成に加えて
隙間２９に気体３１を流すように気体送出手段３２に連
絡された気体送出管３３を設け、センサー露出窓２７か
ら気体３１が光透過性板４に向って放出されるように
し、輻射熱等阻止部２８のセンサー露出窓２７付近に温
度センサー３４を設けた点にある。気体３１によりセン
サー本体２５と線サーブ１２は所定の温度となるように
冷却されたり暖房されたりする。気体９は一定の風量・
温度のものとし、気体３１はセンサーが動作保障温度内
となるように温度・風量がさだめられたものであった
り、そのようになるように自動制御する。このように、
光透過性板４や加熱手段２からの熱を冷却・断熱する気
体流と、センサーの温度を所定温度内にするための気体
流とを設けることにより、高温雰囲気内や低温雰囲気内
でもセンサーの温度を所定の温度に確実にしておくこと
が可能にできる。

【００１８】＜第４の実施の形態＞ 図５および図６に
示す本発明の第４の実施の形態において前記第１の実施
の形態と主に相違する点は、前記第３の実施の形態の構
成に加えて隙間２９をセンサー本体２５より広くするた
めの下部板３６を輻射熱等阻止部２８の下部に設け、気
体９と該９を送風する気体送出手段１０を設けず、セン
サー露出窓２７から気体３１が放出されて光透過性板４
との隙間に放射状にながれるようにした点にある。図６
に示すように、気体３１を隙間２９に送出する気体送出
管３７は、略リング状管部３８に内側に向けた多数の気
体放出口３９を設けた構成となっている。

【００１９】＜第５の実施の形態＞ 図７および図８に
示す本発明の第５の実施の形態において前記第１の実施
の形態と主に相違する点は、レーザーフォーカス変位セ
ンサー８の上部に該８より幅広で上部にセンサー露出窓
２７を有する中空盤４０を設け、この中空盤４０内に一
箇所から４箇所くらいの部位から気体３１を送入するよ
うにしたものである。

【００２０】＜第６の実施の形態＞ 図９に示す本発明
の第６の実施の形態において前記第１の実施の形態と主
に相違する点は、前記第５の実施の形態の構成の中空盤
４０とセンサー本体２５の間に隙間４１を形成し、中空
盤４０の下部にセンサー露出窓やセンサー突出機能を持
たされた気体流出孔４２を設け、気体流出孔４２からも
中空盤４０からの気体３１が放出されて隙間４１から流
出るようにした点である。気体放出口３９を設けた構成
となっている。

【００２１】＜第７の実施の形態＞ 図１０に示す本発
明の第７の実施の形態において前記第１の実施の形態と
主に相違する点は、前記第６の実施の形態の中空盤４０
の構成を中空部４３、４４の上下二層構造とした中空盤
４５に変え、中空部４３には気体送出手段４６からの気
体４７が注入され、中空部４４には気体送出手段４８か
らの気体４９が注入され、レーザーフォーカス変位セン
サー８との間に気体送出手段１０からの冷却用の気体９
が流されるようにし、各気体は所定の適宜な温度状態と
なるようにその風量、温度などが自動制御されるように
なっている。５０は温度センサー。

【００２２】＜第８の実施の形態＞ 図１１に示す本発
明の第８の実施の形態において前記第１の実施の形態と
主に相違する点は、気体送出手段１０からの気体９が一
方の側から送風され、その対向側に気体９を吸引排出す
る吸引排出手段５２が設けられ、センサー本体２５の上
部にレーザーフォーカス変位センサー８が水平移動する
範囲で光透過性板４の全面を覆いカバーする覆いカバー
５３を設け、光透過性板４に下部には凹５４が形成した
点にある。５５は吸引管。レーザーフォーカス変位セン
サー８がどこに移動しても、光透過性板４は覆いカバー
５３で下方から覆われるので、気体９は拡散することな
く効率的に熱を奪って排気される。また、気体９の量を
最小限にすることができる。

【００２３】＜第９の実施の形態＞ 図１２に示す本発
明の第９の実施の形態において前記第１の実施の形態と
主に相違する点は、光透過性板４の下部に隙間５７をあ
けて隙間５８を設け、隙間５７に気体９を流すようにし
た点である。加熱方法はヒーターに変えて、熱風を発生
する隙間６０にしてある。隙間５７は１ミリ以下がよ
い。

【００２４】＜第１０の実施の形態＞ 図１３に示す本
発明の第１０の実施の形態において前記第１の実施の形
態と主に相違する点は、光透過性板６２の構成を真空部
６３を有する構成とした点にある。真空部６３の内側面
にも透過度を上げる皮膜が施してある。真空部６３は真
空ポンプ６４により真空にされる。光透過板６２の縁は
冷却されるようになっている。

【００２５】＜第１１の実施の形態＞ 図１４に示す本
発明の第１１の実施の形態において前記第１の実施の形
態と主に相違する点は、前記第５の実施の形態の中空盤
４０を移動しても光透過性板４の下部全部を覆う広さの
中空盤６６にし、レザーフォーカス変位センサー２５の
全側部と底部を覆う恒温槽６７に収納して液体６８でレ
ーザーフォーカス変位センサー２５を冷却・暖房あるい
はいずれか一方ことを行うようにした点にある。液体６
８は温度調節循環手段６９によりレーザーフォーカス変
位センサー８を所定の温度に保たれるように、内部に設
けられた温度センサー７０の検知さ温度に基づいて制御
部１６により制御され、恒温槽６７内の液体は攪拌手段
７１により攪拌され、液体６８の温度は温度センサー７
２により検知され制御されるようになっている。

【００２６】＜第１２の実施の形態＞ 図１５に示す本
発明の第１２の実施の形態において前記第１の実施の形
態と主に相違する点は、前記実施の形態１１の恒温槽の
構成を、気体で温度調節する恒温槽７４とし、光透過性
板６２を使用した点にある。恒温槽７４は上部に窒素な
どの冷媒からなる気体９を注入する気体放出口３９を設
け、その下方に空気注入扇７５を設け、該７５の対向す
る下方に排出扇７６を設け、恒温槽７４内では空気と気
体９が混合された気体７７が形成されて、レーザーフォ
ーカス変位センサー８の内部温度を所定のお温度範囲内
とするように制御される。

【００２７】光透過性板を空間を空けて二層にしたもの
の試験結果を次に示す。 １．試験目的：センサを熱から守るために従来の平坦度
のガラス（光透過性板）とは別に、そこから２２ｍｍ離
れた場所にもう一枚ガラスを配置し、それで正確な値が
得られるか検証するために行う。 ＜条件＞センサ：ＬＴ８１２０（ロングレンジ／精度±
６μｍ） ガラス：平坦度測定装置用の平面、高透過ガラス：厚さ
３ｍｍ 条件：従来測定とはガラス１枚により、保護ガラス有り
測定は１枚追加の測定値 ２．試験データ 一般的コネクタでの従来方式との差測定 単位：（μ
ｍ） ピン数 従来（平坦度） 保護ガラス有り 誤差 １ １０２．１ １０６．９ −４．８ ２ １１３．７ １１１．４ ２．３ ３ １３１．６ １１１．４ ４ ４ １２７．７ １２５．４ ２．３ 誤差平均値 ３．３５ 誤差最大値 ４．８ 誤差最小値 ２．３ 判定：合格 校正基準片を使っての絶対変位の確認 単位：（μｍ） 校正基準値 従来（平坦度） 誤差 １５２．３ １５２．７ −０．４ ３０１．８ ３０２．８ −１ ４５１．２ ４５０．１ １．１ ６０１．２ ５９９．３ １．９ 誤差平均 １．１ 誤差最大 １．９ 誤差最小 −０．４ 判定：合格 校正基準値 二層ガラス 誤差 １５２．３ １５３．３ −１ ３０１．８ ２９９．７ ２．１ ４５１．２ ４４９．２ ２ ６０１．２ ５９９．０ ２．２ 誤差平均 １．８ 誤差最大 ２．２ 誤差最小 −１ 判定：合格 ３．試験結果 ２２ｍｍという空間を空けての状態でも、二層ガラスで
実用できることが確認できた。空間はより狭い方が良
い。

【００２８】＜第１３の実施の形態＞ 図１６に示す本
発明の第１３の実施の形態において前記第１の実施の形
態と主に相違する点は、前記第１１の実施の形態の恒温
槽に変えてレーザーフォーカス変位センサー８に密着す
るように冷暖房管７９をコイル状に巻きつけ形態で装着
し、冷暖房手段８０で冷・暖媒の温度および循環を制御
するようにした点である。冷暖房手段８０には温度セン
サー（図示せず）が組み込まれ、冷・暖媒の回収温度を
検出している。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にあっては次に述べるような効果が得られる。

【００３０】（１）請求項１記載の発明は、加熱され高
温となっているあるいは冷却され低温となっている光透
過性板とレーザーフォーカス変位センサーとの間に、レ
ーザーフォーカス変位センサーが受けないようにあるい
は受けても動作保障温度内に常になるように冷却用、暖
房用あるいは保温用の気体を流すものであるので、レー
ザーフォーカス変位センサーに熱風が当たるのが防止さ
れ、また、輻射熱で加熱されても気体により冷却される
ので高温化や低温化でもレーザーフォーカス変位センサ
ーを動作保障温度内で動作させることができるととも
に、平坦基準面に被測定物を載せて下方からその形状を
計測するものであるので、被測定物を基盤に実装する状
態の計測が得られるという効果を得ることができる。

【００３１】（２）請求項２記載の発明は、光透過性板
の下部に設けた他の光透過性板と、前記光透過性板と前
記他の光透過性板の間に形成された、断熱のための冷却
等の気体を流すようにしてなるあるいは真空にしてなる
空間部とを設けた構成であるので、上部の熱をこの部位
で遮断することができ、レーザーフォーカス変位センサ
ーへの加熱部の熱の影響を大幅に軽減するという効果を
得ることができる。

【００３２】（３）請求項３記載の発明は、加熱手段や
該加熱手段により加熱された物からの輻射熱線を吸収あ
るいは反射するとともにレーザーフォーカス変位センサ
ーからのレーザー光線は透過させることにより、該レー
ザーフォーカス変位センサーに該輻射熱線の影響がおよ
ばないようにあるいは少なくなるようにした輻射熱線防
止部材を光透過性板に施してあるので、輻射熱がレーザ
ーフォーカス変位センサーに及ばなくすることができ、
冷媒によるレーザーフォーカス変位センサーの冷却や温
度制御を容易にすることができるという効果を得ること
ができる。

【００３３】（４）請求項４記載の発明は、レーザーフ
ォーカス変位センサーのセンサー本体全体を直接に冷房
および暖房するあるいはいずれか一方を行う、前記セン
サー本体全体に冷媒および暖媒あるいはいずれか一方の
ものを流すようにしてなる恒温体を設けてなるものであ
るので、雰囲気が高温や低温であっても、レーザーフォ
ーカス変位センサーを動作保障温度範囲内に温度制御す
ることができるという効果を得ることができる。

【００３４】（５）請求項５記載の発明は、レーザーフ
ォーカス変位センサーのセンサー本体のレーザー光線放
出口側の面に、前記レーザーフォーカス変位センサーと
一体となって移動する前記レーザー光線放出口側の面よ
り幅広の加熱手段により加熱された物からの輻射熱等が
前記センサー本体におよばないように阻止するための輻
射熱等阻止部を設けたものであるので、センサーレンズ
部分以外の特に温度動作保障が精密な内部機構を含むセ
ンサー本体への輻射熱および熱の影響を防止することが
でき、センサー全体の温度制御を容易に行うことができ
るという効果を得ることができる。

【００３５】（６）請求項６記載の発明は前記（１）な
いし（５）記載の発明と同様な効果を得ることができる
とともに、レーザーフォーカス変位センサーのレーザー
光線放出口を有するレーザー光線放出口側の面に該レー
ザフォーカス変位センサーと一体となって移動する該レ
ーザー光線放出口側の面を覆う気体流部形成板を設け、
この気体流部形成板とセンサー本体の間に気体流れ部が
形成され、前記気体流部形成体に光透過性板に向って気
体を放出する放出孔を設け、前記気体流部に流された気
体が前記放出孔から放出されて前記気体流部形成体と前
記光透過性板との間を流れるようにし、前記気体を流す
ための気体送出手段を設けたので、気体流部形成板が輻
射熱等阻止板の役割を果たすとともに、レーザー光線放
出口の部位から気体を光透過性板に向けて放出しその間
を気体が流れることにより、レーザー光線放出口を気体
で冷却し且つ上部の熱がこないようにするという効果を
得ることができる。

【００３６】（７）請求項７記載の発明は前記（５）、
（６）記載の発明の効果と同様な効果を得ることができ
るとともに、レーザーフォーカス変位センサーが移動し
ても光透過性板全面を下方から覆う形態の輻射熱等阻止
部あるいは気体流部形成体を設けた構成であるので、上
部の輻射熱や熱線を殆どレーザーフォーカス変位センサ
ーに及ぼさないようにできるという効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図。

【図２】本発明の第１の実施の形態の計測概念図。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す構成図。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す構成図。

【図５】本発明の第４の実施の形態を示す構成図。

【図６】本発明の第４の実施の形態のセンサーの平面
図。

【図７】本発明の第５の実施の形態を示す構成図。

【図８】本発明の第５の実施の形態のセンサーの平面
図。

【図９】本発明の第６の実施の形態を示す構成図。

【図１０】本発明の第７の実施の形態を示す構成図。

【図１１】本発明の第８の実施の形態を示す構成図。

【図１２】本発明の第９の実施の形態を示す構成図。

【図１３】本発明の第１０の実施の形態を示す構成図。

【図１４】本発明の第１１の実施の形態を示す構成図。

【図１５】本発明の第１２の実施の形態を示す構成図。

【図１６】本発明の第１３の実施の形態を示す構成図。

【符号の説明】

１：形状測定装置、 ２：加熱手段、 ３：温度可変容器、 ４：光透過性板、 ５：平坦基準面、 ７：被測定物、 ８：レーザーフォーカス変位センサー、 ９：気体、 １０：気体送出手段、 １１：温度センサー、 １２：レーザー光線放出口、 １３：温度センサー、 １４：真空ポンプ、 １５：ガス注入手段、 １６：制御部、 １８：レーザー光線、 １９：基準面反射光線、 ２０：被測定物反射光線、 ２１：平坦基準点、 ２５：センサー本体、 ２７：センサー露出窓、 ２８：輻射熱等阻止部、 ２９：隙間、 ３１：気体、 ３２：気体送出手段、 ３３：気体送出管、 ３４：温度センサー、 ３６：下部板、 ３７：気体送出管、 ３８：略リング状管部、 ３９：気体放出口、 ４０：中空盤、 ４１：隙間、 ４２：気体流出孔、 ４３：中空部、 ４４：中空部、 ４５：中空盤、 ４６：気体送出手段、 ４７：気体、 ４８：気体送出手段、 ４９：気体、 ５０：温度センサー、 ５２：吸引排出手段、 ５３：覆いカバー、 ５４：凹、 ５５：吸引管、 ５７：隙間、 ５８：隙間、 ５９：隙間、 ６２：光透過性板、 ６３：真空部、 ６４：真空ポンプ、 ６６：中空盤、 ６７：恒温槽、 ６８：液体、 ６９：温度調節循環手段、 ７０：温度センサー、 ７１：攪拌手段、 ７２：温度センサー、 ７４：恒温槽、 ７５：空気注入扇、 ７６：排出扇、 ７７：気体、 ７９：冷暖房管、 ８０：冷暖房手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA47 AA65 CC25 DD16 FF10 GG04 LL21

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を高温に加熱する加熱手段および低
   温に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温
   度可変容器と、 この温度可変容器の底部に設けられた石英ガラスなどの
   光透過性板と、 この光透過性板の上部面からなる被測定物を載せ置く平
   坦基準面と、 前記光透過性板の下方を水平に移動するように設けられ
   るとともに、前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に
   向けて前記光透過性板を透過するレーザー光線を照射し
   て該被測定物からの被測定物反射光線を検出し、且つ、
   前記レーザー光線の前記平坦基準面からの基準面反射光
   線を検出するレーザーフォーカス変位センサーと、 加熱され高温となっているあるいは冷却され低温となっ
   ている前記光透過性板の温度影響を前記レーザーフォー
   カス変位センサーが受けないようにあるいは受けても動
   作保障温度内に常になるように、前記光透過性板と前記
   レーザーフォーカス変位センサーとの間に冷却用あるい
   は暖房用の気体を流すための気体送出手段とからなるこ
   とを特徴とする形状測定装置。
2. 【請求項２】 内部を高温に加熱する加熱手段および低
   温に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温
   度可変容器と、 この温度可変容器の底部に設けられた石英ガラスなどの
   光透過性板と、 この光透過性板の上部面からなる被測定物を載せ置く平
   坦基準面と、 前記光透過性板の下方を水平に移動するように設けられ
   るとともに、前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に
   向けて前記光透過性板を透過するレーザー光線を照射し
   て該被測定物からの被測定物反射光線を検出し、且つ、
   前記レーザー光線の前記平坦基準面からの基準面反射光
   線を検出するレーザーフォーカス変位センサーと、 前記光透過性板の下部に設けた他の光透過性板と、 前記光透過性板と前記他の光透過性板の間に形成され
   た、断熱のための冷却等の気体を流すようにしてなるあ
   るいは真空にしてなる空間部とからなることを特徴とす
   る形状測定装置。
3. 【請求項３】 内部を高温に加熱する加熱手段および低
   温に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温
   度可変容器と、 この温度可変容器の底部に設けられた石英ガラスなどの
   光透過性板と、 この光透過性板の上部面からなる被測定物を載せ置く平
   坦基準面と、 前記光透過性板の下方を水平に移動するように設けられ
   るとともに、前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に
   向けて前記光透過性板を透過するレーザー光線を照射し
   て該被測定物からの被測定物反射光線を検出し、且つ、
   前記レーザー光線の前記平坦基準面からの基準面反射光
   線を検出するレーザーフォーカス変位センサーと、 前記光透過性板に施された、前記加熱手段や該加熱手段
   により加熱された物からの輻射熱線を吸収あるいは反射
   するとともにレーザーフォーカス変位センサーからのレ
   ーザー光線は透過させることにより、該レーザーフォー
   カス変位センサーに該輻射熱線の影響がおよばないよう
   にあるいは少なくなるようにした輻射熱線防止部材とか
   らなることを特徴とする形状計測装置。
4. 【請求項４】 内部を高温に加熱する加熱手段および低
   温に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温
   度可変容器と、 この温度可変容器の底部に設けられた石英ガラスなどの
   光透過性板と、 この光透過性板の上部面からなる被測定物を載せ置く平
   坦基準面と、 前記光透過性板の下方を水平に移動するように設けられ
   るとともに、前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に
   向けて前記光透過性板を透過するレーザー光線を照射し
   て該被測定物からの被測定物反射光線を検出し、且つ、
   前記レーザー光線の前記平坦基準面からの基準面反射光
   線を検出するレーザーフォーカス変位センサーと、 このレーザーフォーカス変位センサーのセンサー本体全
   体を直接に冷房および暖房するあるいはいずれか一方を
   行う、前記センサー本体全体に冷媒および暖媒あるいは
   いずれか一方のものを流すようにしてなる恒温体とから
   なることを特徴とする形状測定装置。
5. 【請求項５】 内部を高温に加熱する加熱手段および低
   温に冷却する冷却手段あるいはいずれか一方を有する温
   度可変容器と、 この温度可変容器の底部に設けられた石英ガラスなどの
   光透過性板と、 この光透過性板の上部面からなる被測定物を載せ置く平
   坦基準面と、 前記光透過性板の下方を水平に移動するように設けられ
   るとともに、前記平坦基準面に載せ置かれた被測定物に
   向けて前記光透過性板を透過するレーザー光線を照射し
   て該被測定物からの被測定物反射光線を検出し、且つ、
   前記レーザー光線の前記平坦基準面からの基準面反射光
   線を検出するレーザーフォーカス変位センサーと、 このレーザーフォーカス変位センサーのセンサー本体の
   レーザー光線放出口側の面に、前記レーザーフォーカス
   変位センサーと一体となって移動する前記レーザー光線
   放出口側の面より幅広の前記加熱手段により加熱された
   物からの輻射熱等が前記センサー本体におよばないよう
   に阻止するための輻射熱等阻止部とからなることを特徴
   とする形状測定装置。
6. 【請求項６】 レーザーフォーカス変位センサーのレー
   ザー光線放出口を有するレーザー光線放出口側の面に該
   レーザフォーカス変位センサーと一体となって移動する
   該レーザー光線放出口側の面を覆う気体流部形成板を設
   け、この気体流部形成板とセンサー本体の間に気体流れ
   部が形成され、前記気体流部形成体に光透過性板に向っ
   て気体を放出する放出孔を設け、前記気体流部に流され
   た気体が前記放出孔から放出されて前記気体流部形成体
   と前記光透過性板との間を流れるようにし、前記気体を
   流すための気体送出手段を設けてなることを特徴とする
   請求項１〜５いずれか記載の形状測定装置。
7. 【請求項７】 輻射熱等阻止部あるいは気体流部形成体
   がレーザーフォーカス変位センサーが移動しても光透過
   性板全面を下方から覆う形態であることを特徴とする請
   求項５、６いずれか記載の形状測定装置。